Спеціальні затискні пристрої. Затискні елементи та силові пристрої пристроїв Схема одномісного пристрою
Для скорочення часу на встановлення, вивіряння та затискання деталей доцільно застосовувати спеціальні (сконструйовані для обробки даної деталі) затискні пристрої. Особливо доцільно застосовувати спеціальні пристрої для виготовлення великих партій однакових деталей.
Спеціальні затискні пристрої можуть мати гвинтовий, ексцентриковий, пневматичний, гідравлічний або пневмогідравлічний затискач.
Схема одномісного пристосування
Так як пристосування повинні швидко і надійно закріплювати заготівлю, краще застосовувати такі затискачі, коли одночасно досягається затискання однієї заготовки в декількох місцях. Ha рис. 74 показано затискний пристрій для корпусної деталі, в якому затискач проводиться одночасно двома прихватами 1 і 6 з двох сторін деталі за допомогою загортання однієї гайки 5 . При загортанні гайки 5 штир 4 , що має подвійний скіс у плашці 7 через тягу 8 впливає на скіс плашки 9 і притискає гайкою 2 прихват 1 , що сидить на штирі 3 . Напрямок дії затискного зусилля показано стрілками. При відвертанні гайки 5 пружини, підкладені під прихватами 1 і бпіднімають їх, звільняючи деталь.
Одномісні затискні пристрої застосовують для великих деталей, тоді як для невеликих деталей доцільніше застосовувати пристрої, в яких одночасно можна встановлювати і затискати кілька заготовок. Такі пристрої називаються багатомісними.
Багатомісні пристрої
Закріплення одним затиском кількох заготовок дає скорочення часу на закріплення і застосовується під час роботи на багатомісних пристосуваннях.
На рис. 75 дана схема двомісного пристосування для затиску двох валиків при фрезеруванні шпонкових канавок. Затискач виробляється рукояткою 4
з ексцентриком, який виконує одночасно натиск на прихват 3
і через тягу 5
на прихват 1
, притискаючи цим обидві заготовки до призм у корпусі 2
пристосування. Звільнення валиків здійснюється поворотом рукоятки. 4
у зворотний бік. При цьому пружини 6
відтягують прихвати 1
і 3
.
На рис. 76 показано багатомісне пристосування з пневматичним силовим поршневим приводом. Стиснене повітря надходить через триходовий кран або у верхню порожнину циліндра, здійснюючи затискач заготовок (напрямок дії затискного зусилля показано стрілками), або в нижню порожнину циліндра, звільняючи заготовки.
У описуваному пристрої застосований касетний спосіб установки деталей. Декілька заготовок, наприклад, у цьому випадку п'ять, встановлюються в касету, тоді як інша партія таких заготовок вже обробляється в касеті. Після закінчення обробки перша касета з профрезерованими деталями виймається із пристосування та замість неї туди встановлюється інша касета із заготовками. Касетний спосіб дозволяє скоротити час на встановлення заготовок.
На рис. 77 наведена конструкція багатомісного затискного пристрою з гідравлічним приводом.
підстава 1
приводу закріплюється на столі верстата. У циліндрі 3
переміщається поршень 4
, у пазу якого встановлений важіль 5
, що повертається навколо осі 8
, нерухомо закріпленої у вуху 7
. Відношення плечей важеля 5 становить 3: 1. При тиску олії 50 кг/см 2і діаметр поршня 55 ммзусилля на короткому кінці плеча важеля 5
досягає 2800 кг. Для захисту від стружки на важіль одягнений матер'яний кожух 6.
Олія надходить через триходовий кран керування клапаном 2
і далі у верхню порожнину циліндра 3
. Олія з протилежної порожнини циліндра через отвір у основі 1
надходить у триходовий кран і далі на злив.
При повороті рукоятки триходового крана в положення затиску масло під тиском впливає на поршень. 4
, передаючи зусилля затиску через важіль 5
вільчастого важеля 9
затискного пристрою, який повертається на двох півосях 10
. Палець 12
, запресований у важелі 9, повертає важіль 11
щодо точки торкання гвинта 21
із корпусом пристосування. При цьому вісь 13
важеля переміщує тягу 14
вліво та через сферичну шайбу 17
та гайки 18
передає зусилля затиску прихвату 19
, що повертається навколо осі 16
і притискає оброблювані заготовки до нерухомої губки 20
. Регулювання затискного розміру здійснюється гайками 18
та гвинтом 21
.
При повороті рукоятки триходового крана в положення розтискання важіль 11
повернеться у зворотному напрямку, переміщаючи тягу 14
праворуч. При цьому пружина 15
відводить прихват 19
від заготовок.
Останнім часом знаходять застосування пневмогідравлічні затискні пристрої, в яких стиснене повітря, що надходить із заводської мережі, з тиском 4-6 кг/см 2тисне на поршень гідравлічного циліндра, створюючи в системі тиск олії порядку 40-80 кг/см 2. Олія з таким тиском за допомогою затискних пристроїв здійснює закріплення заготовок з великим зусиллям.
Збільшення тиску робочої рідини дозволяє при тому зусиллі затиску зменшувати розміри приводу лещат.
Правила вибору затискних пристроїв
При виборі типу затискних пристроїв слід керуватися такими правилами.
Затискачі повинні бути простими, швидкодіючими та легко доступними для приведення їх у дію, досить жорсткими і не послаблюватися мимовільно під дією фрези, від вібрацій верстата або під дією випадкових причин, не повинні деформувати поверхню заготівлі та викликати її пружинення. Затискне зусилля в затискачах протиставляється опора, і воно по можливості має бути спрямоване так, щоб сприяти притисканню заготовки до опорних поверхонь під час обробки. Для цього затискні пристрої слід встановлювати на столі верстата так, щоб зусилля різання, що виникає в процесі фрезерування, сприймалося нерухомими частинами пристосування, наприклад нерухомою губкою лещат.
На рис. 78 дано схеми установки затискного пристосування.
При фрезеруванні проти подачі та лівому обертанні циліндричної фрезизусилля затиску має бути спрямоване, як показано на рис. 78 а, а при правому обертанні - як на рис. 78, б.
При фрезеруванні торцевою фрезою в залежності від напрямку подачі слід спрямовувати зусилля затискача, як показано на рис. 78, або рис. 78, р.
При такому розташуванні затискного зусилля протипоставлена жорстка опора і зусилля різання сприяє притисканню заготовки до опорної поверхні під час обробки.
Затискні елементи - це механізми, що безпосередньо використовуються для закріплення заготовок, або проміжні ланки складніших затискних систем.
Найбільш простим видом універсальних затискачів є , які приводять у дію насадженими на них ключами, ручками або маховичками.
Щоб запобігти переміщенню затисканої заготовки і утворення на ній вм'ятин від гвинта, а також зменшити вигин гвинта при натиску на поверхню, не перпендикулярну його осі, на кінці гвинтів поміщають черевики (рис.68, α).
Комбінації гвинтових пристроїв із важелями або клинами називаються комбінованими затискачамиі, різновидом яких є гвинтові прихвати(Рис. 68, б), Пристрій прихватів дозволяє відсувати або повертати їх, щоб можна було зручніше встановлювати оброблювану заготовку в пристосуванні.
На рис. 69 показані деякі конструкції швидкодіючих затискачів. Для невеликих затискних сил застосовують штиковий (рис. 69, α), а для значних сил - плунжерний пристрій (рис. 69, б). Ці пристрої дозволяють відводити елемент, що затискає, на велику відстань від заготовки; закріплення відбувається внаслідок повороту стрижня на деякий кут. Приклад затиску з відкидним упором показано на рис. 69, ст. Послабивши гайку-рукоятку 2, відводять упор 3, обертаючи навколо осі.Після цього затискний стрижень 1 відводять праворуч на відстань h. На рис. 69 г наведена схема швидкодіючого пристрою важільного типу. При повороті рукоятки 4 штифт 5 ковзає по планці 6 з косим зрізом, а штифт 2 - по заготовці 1 притискаючи її до упорів, розташованим внизу. Сферична шайба 3 служить шарніром.
Великі витрати часу і значні сили, потрібні для закріплення заготовок, що обробляються, обмежують область застосування гвинтових затискачів і в більшості випадків роблять переважними швидкодіючі ексцентрикові затискачі. На рис. 70 зображені дисковий (α), циліндричний з Г-подібним прихватом (б) та конічний плаваючий (в) затискачі.
Ексцентрики бувають круглі, евольвентні та спіральні (по спіралі Архімеда). У затискних пристроях застосовуються два різновиди ексцентриків: круглі та криволінійні.
Круглі ексцентрики(рис. 71) є диском або валиком з віссю обертання, зміщеною на розмір ексцентриситету е; умова самогальмування забезпечується при співвідношенні D/е 4.
Гідність круглих ексцентриків полягає у простоті їх виготовлення; основний недолік - мінливість кута підйому і сил затиску Q. Криволінійні ексцентрики, Робочий профіль яких виконується по евольвенті або спіралі Архімеда, мають постійний кут підйому α, а, отже, забезпечують сталість сили Q при затиску будь-якої точки профілю.
Клиновий механізмзастосовують як проміжне ланка у складних затискних системах. Він простий у виготовленні, легко розміщується в пристосуванні, дозволяє збільшувати і змінювати напрямок сили, що передається. При певних кутах клиновий механізм має властивості самогальмування. Для однокосного клина (рис. 72 а) при передачі сил під прямим кутом може бути прийнята наступна залежність (при ϕ1 = ϕ2 = ϕ3 = де ϕ1…ϕ3 -кути тертя):
P = Qtg (α ± 2ϕ),
де Р - осьова сила; Q – сила затиску. Самогальмування матиме місце при α<ϕ1 + ϕ2.
Для двокосного клина (рис. 72 б) при передачі сил під кутом β>90 залежність між Р і Q при постійному куті тертя (ϕ1 = ϕ2 = ϕ3 = ϕ) виражається такою формулою:
P = Qsin (α + 2ϕ) / cos (90 ° + α - β + 2ϕ).
Важельні затискачізастосовують у поєднанні з іншими елементарними затискачами, утворюючи складніші затискні системи. За допомогою важеля можна змінювати величину і напрямок сили, що передається, а також здійснювати одночасне і рівномірне закріплення заготовки в двох місцях. На рис. 73 наведено схеми дії сил в одноплечих та двоплечих прямих та вигнутих затискачах. Рівняння рівноваги для цих важільних механізмів мають такий вигляд; для одноплечого затиску (рис. 73, α):
прямого двоплечого затиску (рис. 73, б):
вигнутого затиску (для l1 де р - Кут тертя; ƒ - коефіцієнт тертя. Як настановні елементи для зовнішніх або внутрішніх поверхонь тіл обертання застосовують центруючі затискні елементи: цанги, розтискні оправки, затискні втулки з гідропластом, а також мембранні патрони. Кут конуса стискає втулки роблять на 1° менше або більше кута конуса цанги. Цанги забезпечують ексцентричність установки (биття) трохи більше 0,02…0,05 мм. Базову поверхню заготовки слід обробляти за 9…7-м кваліфікацією точності. Розтискні оправкирізних конструкцій (включаючи конструкції із застосуванням гідропласту) відносяться до настановно-затискних пристроїв. Мембранні патронивикористовують для точного центрування заготовок із зовнішньої або внутрішньої циліндричної поверхні. Патрон (рис. 75) складається з круглої, привертається до планшайби верстата мембрани 1 у формі пластини з симетрично розташованими виступами-кулачками 2 кількість яких вибирають в межах 6...12. Усередині шпинделя проходить шток 4 пневмоциліндри. При включенні пневматики мембрана прогинається розсуваючи кулачки. При відході штока назад мембрана, прагнучи повернутись у вихідне положення, стискає своїми кулачками заготовку 3. Рейково-важільний затискач(рис. 76) складається з рейки 3, зубчастого колеса 5, що сидить на валу 4, і важеля рукоятки 6. Обертаючи рукоятку проти годинникової стрілки, опускають рейку і прихватом 2 закріплюють заготовку, що обробляється 1. Затискна сила Q залежить від значення сили Р, до ручки. Пристрій забезпечується замком, який заклинюючи систему, попереджає зворотний поворот колеса. Найбільш поширені такі види замків. Роликовий замок(рис. 77, а) складається з поводкового кільця 3 з вирізом для ролика 1, що стикається зі зрізаною площиною валика. 2 зубчасті колеса. Повідкове кільце 3 скріплено з рукояткою затискного пристрою. Обертаючи рукоятку за стрілкою, передають обертання на вал зубчастого колеса через ролик 1*. Ролик заклинюється між поверхнею розточування корпусу 4 і площиною зрізаної валика 2 і перешкоджає зворотному обертанню. Роликовий замок із прямою передачеюмоменту від повідця на валик показано на рис. 77, б. Обертання від рукоятки через повідець передається безпосередньо на вал 6 колеса. Ролик 3 через штифт 4 підібгати слабкою пружиною 5. Так як зазори в місцях торкання ролика з кільцем 1 і валом 6 при цьому вибирають, система миттєво заклинюється при знятті сили з рукоятки 2. Поворотом рукоятки у зворотний бік ролик розклинюється і обертає вал . Конічний замок(рис. 77, в) має конічну втулку 1 і вал з конусом 3 і рукояткою 4. Спіральні зубці на середній шийці валу знаходяться в зачепленні з рейкою 5. Остання пов'язана з виконавчим механізмом, що затискає. При куті нахилу зубів 45° осьова сила на валу 2 дорівнює (без урахування тертя) затискної сили. * Замки цього типу виконують із трьома роликами, розташованими під кутом 120°. Комбіновані затискні пристроїє поєднанням елементарних затискачів різного типу. Їх застосовують для збільшення затискної сили та зменшення габаритів пристосування, а також для створення найбільших зручностей керування. Комбіновані затискні пристрої можуть забезпечувати одночасне кріплення заготовки в декількох місцях. Види комбінованих затискачів наведено на рис. 78. Поєднання вигнутого важеля і гвинта (рис. 78 а) дозволяє одночасно закріплювати заготівлю в двох місцях, рівномірно підвищуючи затискні сили до заданого значення. Звичайний поворотний прихват (рис, 78 б) являє собою поєднання важільного і гвинтового затискачів.Вісь гойдання важеля 2 поєднана з центром сферичної поверхні шайби 1, яка розвантажує шпильку 3 від згинальних зусиль, Показаний на рис, 78, прихват з ексцентриком є прикладом швидкодіючого комбінованого затиску. При певному співвідношенні плечей важеля можна збільшити затискну силу або хід кінця важеля, що затискає. На рис. 78 г показано пристрій для закріплення в призмі циліндричної заготовки за допомогою накидного важеля, а на рис. 78, д - схема швидкодіючого комбінованого затиску (важіль і ексцентрик), що забезпечує бічне та вертикальне притискання заготовки до опор пристосування, оскільки сила затиску прикладена під кутом. Аналогічна умова забезпечується пристроєм, зображеним на рис. 78, е. Шарнірно-важільні затискачі (рис. 78 ж, з, і) є прикладами швидкодіючих затискних пристроїв, що приводять в дію поворотом рукоятки. Для запобігання самовідкріплення ручку переводять через мертве положення до упору 2. Сила затиску залежить від деформації системи та її жорсткості. Бажану деформацію системи встановлюють регулюванням натискного гвинта 1. Однак наявність допуску на розмір Н (рис. 78 ж) не забезпечує сталості затискної сили для всіх заготовок даної партії. Комбіновані затискні пристрої приводяться в дію вручну або від силових вузлів. Затискні механізми для багатомісних пристроївповинні забезпечувати однакову силу затискання на всіх позиціях. Найпростішим багатомісним пристосуванням є оправлення, на яку встановлюють пакет заготовок «кільця, диски), що закріплюються по торцевих площинах однією гайкою (послідовна схема передачі затискної сили). На рис. 79 α показаний приклад затискного пристрою, що працює за принципом паралельного розподілу затискної сили. Якщо необхідно забезпечити концентричність базової та оброблюваної поверхонь і запобігти деформування оброблюваної заготовки, застосовують пружні затискні пристрої, де затискне зусилля за допомогою заповнювача або іншого проміжного тіла рівномірно передається на затискний елемент пристосування в межах пружних деформацій). Як проміжне тіло застосовують звичайні пружини, гуму або гідропласт. Затискний пристрій паралельної дії з використанням гідропласту показано на рис. 79, б. На рис. 79, наведено пристрій змішаного (паралельно-послідовного) дії. На верстатах безперервної дії (Барабанно-фрезерні, спеціальні багатошпиндельні свердлильні)заготовки встановлюють та знімають, не перериваючи руху подачі. Якщо допоміжний час перекривається машинним, для закріплення заготовок можна застосовувати затискні пристрої різних типів. З метою механізації виробничих процесів доцільно використовувати затискні пристрої автоматизованого типу(безперервної дії), що приводяться в дію механізмом подачі верстата. На рис. 80 наведена схема пристрою з гнучким замкнутим елементом 1 (трос, ланцюг) для закріплення циліндричних заготовок 2 на барабанно-фрезерному верстаті при обробці торцевих поверхонь, а на рис. 80, 6 - схема пристрою для закріплення заготовок поршнів на багатошпиндельному горизонтально-свердлильному верстаті. В обох пристроях оператори лише встановлюють та знімають заготовку, а закріплення заготовки відбувається автоматично. Ефективним затискним пристроєм для утримання заготовок з тонколистового матеріалу при їх чистовій обробці або обробці є вакуумний притиск. Сила затиску визначається за такою формулою: де А - активна площа порожнини пристрою, що обмежена ущільненням; р = 10 5 Па - різницю атмосферного тиску і тиску в порожнині пристрою, з якого видаляється повітря. Електромагнітні затискні пристроїзастосовуються для закріплення оброблюваних заготовок зі сталі та чавуну з плоскою базовою поверхнею. Затискні пристрої зазвичай виконують у вигляді плит і патронів, при конструюванні яких як вихідні дані приймають розміри і конфігурацію оброблюваної заготовки в плані, її товщину, матеріал і необхідну утримуючу силу. Утримуюча сила електромагнітного пристрою значною мірою залежить від товщини оброблюваної деталі; при малих товщинах не весь магнітний потік проходить через поперечний переріз деталі, частина ліній магнітного потоку розсіюється в навколишній простір. Деталі, що обробляються на електромагнітних плитах або патронах, набувають залишкові магнітні властивості - їх розмагнічують, пропускаючи їх через соленоїд, що живиться змінним струмом. У магнітних затискнихпристроями основними елементами є постійні магніти, ізольовані один від одного немагнітними прокладками і скріплені в загальний блок, а заготівля є якір, через який замикається магнітний потік. Для відкріплення готової деталі блок зсувають за допомогою ексцентрикового або кривошипного механізму, при цьому магнітний потік сил замикається на корпус пристрою, минаючи деталь. Основне призначення затискних пристроїв полягає у забезпеченні надійного контакту заготівлі з настановними елементами та попередженні її зміщення та вібрацій у процесі обробки. Затискні пристрої використовуються також для забезпечення правильної установки та центрування заготовки. У цьому випадку затискачі виконують функцію настановно-затискних елементів. До них відносяться самоцентруючі патрони, цангові затискачі та інші пристрої. Заготівля може закріплюватися, якщо обробляється важка деталь (стійка), проти вагою якої сили різання незначні; сила, що виникає в процесі різання, прикладена так, що не порушує встановлення деталі. У процесі обробки на заготівлю можуть діяти такі сили: Сили різання, які можуть бути змінними внаслідок різного припуску на обробку, властивостей матеріалу, затуплення різального інструменту; Вага заготівлі (при вертикальному положенні деталі); Відцентрові сили, що виникають в результаті зміщення центру ваги деталі щодо осі обертання. До затискних пристроїв пристроїв пред'являються такі основні вимоги: При закріпленні заготівлі має порушуватися її становище, досягнуте установкою; Сили затиску повинні унеможливлювати переміщення деталі та її вібрацію в процесі обробки; Деформація деталі під дією затискних сил має бути мінімальною. Зминання базуючих поверхонь повинно бути мінімальним, тому зусилля затиску повинно бути прикладено так, щоб деталь притискалася до настановних елементів пристосування плоскою поверхнею, що базує, а не циліндричною або фасонною. Затискні пристрої повинні бути швидкодіючими, зручно розташованими, прості за конструкцією та вимагати мінімальних зусиль від робітника. Затискні пристрої повинні бути зносостійкими, а деталі, що зношуються, - змінними. Сили затиску мають бути спрямовані на опори, щоб не деформувати деталь, особливо нежорстку. Матеріали: сталі 30ХГСА, 40Х, 45. Робоча поверхня має бути оброблена по 7 кв. та точніше. Позначення затискачів: Позначення пристрою затискання: П – пневматичне Н – гідравлічне Е – електричне М - магнітне ЕМ – електромагнітне Г – гідропластове У одиничному виробництві застосовують ручні приводи: гвинтові, ексцентрикові та ін. У серійному виробництві застосовують механізовані приводи. 5. ЗАТИСНЕННЯ ДЕТАЛІ. ВИХІДНІ ДАНІ ДЛЯ СКЛАДАННЯ СХЕМИ ДО РОЗРАХУНКУ ЗУСИЛУ ЗАТИСНЕННЯ ДЕТАЛІ. МЕТОДИКА ВИЗНАЧЕННЯ ЗУСИЛЛЯ ЗАТИСНЕННЯ ДЕТАЛІ В ЗАСТОСУВАННІ. ТИПОВІ СХЕМИ ДО РОЗРАХУНКУ ЗУСИЛЛЯ, ПОТРІБНА ВЕЛИЧИНА ЗУСИЛЛЯ ЗАТИСКУ. Величину потрібних сил затиску визначають вирішуючи завдання статики на рівновагу твердого тіла під дією всіх сил і моментів, що до нього додаються. Розрахунок сил затиску проводиться у 2-х основних випадках: 1. при використанні наявних універсальних пристроїв із затискними пристроями, що розвивають певну силу; 2. при конструюванні нових пристроїв. У першому випадку розрахунок затискної сили носи перевірочний характер. Знайдена з умов обробки необхідна затискна сила повинна бути меншою або дорівнює тій силі, яку розвиває затискний пристрій універсального пристосування, що використовується. Якщо ця умова не витримується, то змінюють умови обробки з метою зменшення необхідної затискної сили з наступним новим перевірочним розрахунком. У другому випадку методика розрахунку затискних сил полягає в наступному: 1. Вибирається найбільш оптимальна схема установки деталі, тобто. намічається положення і тип опор, місця застосування сил затиску з урахуванням напрямку сил різання в найнесприятливіший момент обробки. 2. На обраній схемі стрілками відзначаються всі прикладені до деталі сили, які прагнуть порушити положення деталі в пристосуванні (сили різання, сили затискання) та сили, які прагнуть зберегти це положення (сили тертя, реакції опор). За потреби враховуються і сили інерції. 3. Вибирають рівняння рівноваги статики, які застосовуються до даного випадку і визначають потрібне значення величини сил затиску Q 1 . 4. Прийнявши коефіцієнт надійності закріплення (коефіцієнт запасу), необхідність якого викликається неминучими коливаннями сил різання у процесі обробки, визначається фактично потрібна сила затискання: Коефіцієнт запасу До розраховується стосовно конкретних умов обробки де К 0 = 2,5 – гарантований коефіцієнт запасу всім випадків; К 1 - коефіцієнт, що враховує стан поверхні заготовок; До 1 = 1,2 - для чорнової поверхні; До 1 = 1 – для чистової поверхні; К 2 - коефіцієнт, що враховує збільшення сил різання від прогресуючого затуплення інструменту (К 2 = 1,0 ... 1,9); К 3 - коефіцієнт, що враховує збільшення сил різання при переривчастому різанні; (До 3 = 1,2). К 4 - коефіцієнт, що враховує сталість сили затиску, що розвивається силовим приводом пристосування; До 4 = 1 ... 1,6; До 5 - даний коефіцієнт враховується тільки за наявності крутних моментів, що прагнуть повернути оброблювану деталь; До 5 = 1 ... 1,5. Типові схеми для розрахунку зусилля затискання деталі та потрібна величина зусилля затискання: 1. Сила різання Р та сила затиску Q однаково спрямовані та діють на опори: За постійного значення Р сила Q = 0. Цій схемі відповідає протягування отворів, обточування в центрах, цекування бобишок. 2. Сила різання Р спрямована проти затискного зусилля: 3. Сила різання прагне зрушити заготівлю з настановних елементів: Характерно для маятникового фрезерування, фрезерування замкнутих контурів. 4. Заготівля встановлена в патроні та знаходиться під дією моменту та осьової сили: де Q c – сумарна сила затиску всіма кулачками: де z – число кулачків у патроні. З урахуванням коефіцієнта запасу k потрібна сила, що розвивається кожним кулачком, буде: 5. Якщо деталі свердлиться один отвір і напрям сили затиску збігається з напрямом свердління, то сила затиску визначається за формулою: k M = W f R W = k M / f R 6. Якщо деталі свердлиться одночасно кілька отворів і напрям сили затиску збігається з напрямом свердління, то сила затиску визначається за формулою: 3.1. Вибір місця застосування затискних зусиль, виду та кількості затискних елементів При закріпленні заготівлі в пристосуванні повинні дотримуватись таких основних правил: · Не повинно порушуватися положення заготівлі, досягнуте при її базуванні; · закріплення має бути надійним, щоб під час обробки положення заготівлі зберігалося незмінним; · З'єднання заготовки, що виникають при закріпленні, а також її деформація повинні бути мінімальними і знаходитися в допустимих межах. · Для забезпечення контакту заготовки з опорним елементом та усунення можливого його зсуву при закріпленні затискне зусилля слід спрямовувати перпендикулярно до поверхні опорного елемента. В окремих випадках затискне зусилля можна спрямовувати так, щоб заготівля одночасно притискалася до поверхонь двох опорних елементів; · З метою усунення деформації заготовки при закріпленні точку застосування затискного зусилля треба вибирати так, щоб лінія його дії перетинала опорну поверхню опорного елемента. Лише при закріпленні особливо жорстких заготовок можна допускати, щоб лінія затискного зусилля проходила між опорними елементами. 3.2. Визначення кількості точок застосування затискних зусиль Кількість точок застосування затискних зусиль визначається безпосередньо до кожного випадку затиску заготовки. Для зменшення зминання поверхонь заготовки при закріпленні необхідно зменшувати питомий тиск у місцях контакту затискного пристрою із заготівлею шляхом розосередження затискного зусилля. Це досягається застосуванням у затискних пристроях контактних елементів відповідної конструкції, які дозволяють розподілити затискне зусилля порівну між двома або трьома точками, а іноді навіть розосередити по протяжній поверхні. До кількість точок затискубагато в чому залежить від виду заготівлі, методу обробки, напряму сили різання. Для зменшеннявібрації та деформацій заготівлі під дією сили різання слід підвищувати жорсткість системи заготівля-пристосування шляхом збільшення числа місць затискання заготівлі та наближення їх до поверхні, що обробляється. 3.3. Визначення виду затискних елементів До затискних елементів відносяться гвинти, ексцентрики, прихвати, тискові губки, клини, плунжери, притискачі, планки. Вони є проміжними ланками у складних затискних системах. 3.3.1. Гвинтові затискачі Гвинтові затискачізастосовують у пристосуваннях з ручним закріпленням заготовки, у пристосуваннях механізованого типу, а також на автоматичних лініях при використанні пристосувань-супутників. Вони прості, компактні та надійні в роботі. Рис. 3.1. Гвинтові затискачі: а – зі сферичним торцем; б – із плоским торцем; в – з черевиком. Гвинти можуть бути зі сферичним торцем (п'ятою), плоским і з черевиком, що запобігає псуванню поверхні. При розрахунку гвинтів зі сферичною п'ятою враховується лише тертя у різьбленні. де: L- Довжина рукоятки, мм; - Середній радіус різьблення, мм; - Кут підйому різьблення. де: S- Крок різьблення, мм; - Наведений кут тертя. де: Pu 150 н. Умова самогальмування: . Для стандартних метричних різьблень, тому всі механізми з метричним різьбленням самогальмують. При розрахунку гвинтів із плоскою п'ятою враховується тертя на торці гвинта. Для кільцевої п'яти: де: D - Зовнішній діаметр опорного торця, мм; d – внутрішній діаметр опорного торця, мм; - коефіцієнт тертя. З плоскими торцями: Для гвинта з черевиком: Матеріал:сталь 35 або сталь 45 з твердістю HRC 30-35 та точністю різьблення по третьому класу. 3.3.2. Клинові затискачі Клин застосовується у таких конструктивних варіантах: 1. Плоский однокосий клин. 2. Двокосий клин. 3. Круглий клин. Рис. 3.2. Плоский однокосий клин. Рис. 3.3. Двокосий клин. Рис. 3.4. Круглий клин. 4) кривошипний клин у формі ексцентрика або плоского кулачка з робочим профілем, окресленим по архімедовій спіралі; Рис. 3.5. Кривошипний клин: а – у формі ексцентрика; б) - у формі плоского кулачка. 5) гвинтовий клин у формі торцевого кулачка. Тут однокосий клин хіба що згорнутий в циліндр: основа клина утворює опору, яке похила площина - гвинтовий профіль кулачка; 6) у самоцентруючих клинових механізмах (патрони, оправки) не користуються системи з трьох і більше клинів. 3.3.2.1. Умова самогальмування клина Рис. 3.6. Умова самогальмування клину. де: - Кут тертя. де: –
коефіцієнт тертя; Для клину з тертям тільки по похилій поверхні умова самогальмування: з тертям на двох поверхнях: Маємо: ;
або: ; .
Тоді: умова самогальмування для клину з тертям на двох поверхнях: для клину з тертям тільки на похилій поверхні: З тертям на двох поверхнях: З тертям тільки на похилій поверхні: 3.3.3.Ексцентрикові затискачі Рис. 3.7. Схеми розрахунку ексцентриків. Такі затискачі є швидкодіючими, але розвивають меншу силу, ніж гвинтові. Мають властивість самогальмування. Основний недолік: не можуть надійно працювати при значних коливаннях розмірів між настановною та затискною поверхнею оброблюваних деталей. де: (- середнє значення радіусу, проведеного з центру обертання ексцентрика в точку А затиску, мм; (- середній кут підйому ексцентрика в точці затиску; (, (1 – кути тертя ковзання в точці А затиску та на осі ексцентрика). Для розрахунків приймають: При l 2D розрахунок можна робити за такою формулою: Умови самогальмування ексцентрика: Зазвичай приймають. Матеріал: сталь 20Х із цементацією на глибину 0,8 1,2 мм та загартуванням до HRC 50…60. 3.3.4. Цанги Цангиявляють собою пружні гільзи. Їх застосовують для встановлення заготовок по зовнішнім та внутрішнім циліндричним поверхням. де: Pз- Сила закріплення заготівлі; Q – сила стиснення пелюсток цанги; - Кут тертя між цангою та втулкою. Рис. 3.8. Цанги. 3.3.5. Пристрої для затискання деталей типу тіл обертання Крім цанги для затиску деталей, що мають циліндричну поверхню, застосовують розтискні оправки, затискні втулки з гідропластом, оправки та патрони з тарілчастими пружинами, мембранні патрони та інші. Консольні та центрові оправки застосовують для установки з центральним базовим отвором втулок, кілець, шестерень, що обробляються на багаторізцевих шліфувальних та інших верстатах. При обробці партії таких деталей потрібно отримати високу концентричність зовнішніх та внутрішніх поверхонь та задану перпендикулярність торців до осі деталі. Залежно від способу встановлення та центрування оброблюваних деталей консольні та центрові оправки можна поділити на наступні види: 1) жорсткі (гладкі) для установки деталей із зазором або натягом; 2) розтискні цангові; 3) клинові (плунжерні, кулькові); 4) з тарілчастими пружинами; 5) самозатискні (кулачкові, роликові); 6) з центруючою пружною втулкою. Рис. 3.9. Конструкції оправок: а -гладке оправлення; б -оправлення з розрізною втулкою. На рис. 3.9, апоказана гладка оправка 2, на циліндричній частині якої встановлена оброблювана деталь 3 .
Тяга 6 ,
закріплена на штоку пневмоциліндра, при переміщенні поршня зі штоком вліво головкою 5натискає на швидкозмінну шайбу 4і затискає деталь 3на гладкій оправці 2 .
Оправлення конічною частиною 1 вставляється в конус шпинделя верстата. При затиску оброблюваної деталі на оправці осьова сила Q на штоку механізованого приводу викликає між торцями шайби 4 ,
уступом оправки та оброблюваної деталлю 3момент від сили тертя, більший, ніж момент М рез від сили різання Р z . Залежність між моментами: звідки сила на штоку механізованого приводу: За уточненою формулою: Де: - Коефіцієнт запасу; Р z -вертикальна складова сила різання, Н (кгс); D -зовнішній діаметр поверхні оброблюваної деталі, мм; D 1 -зовнішній діаметр швидкозмінної шайби, мм; d -діаметр циліндричної настановної частини оправки, мм; f = 0,1 - 0,15- Коефіцієнт тертя зчеплення. На рис. 3.9, бпоказана оправка 2с втулкою розрізною 6, на якій встановлюють і затискають оброблювану деталь 3. Конічною частиною 1оправку 2 вставляють в конус шпинделя верстата. Затискач і розтискання деталі на оправці виробляють механізованим приводом. При подачі стисненого повітря праву порожнину пневмоциліндра поршень, шток і тяга 7 рухаються вліво і головка 5 тяги з шайбою 4 переміщує розрізну втулку 6 по конусу оправки, поки вона не затисне деталь на оправці. Під час подачі стисненого повітря до лівої порожнини пневмоциліндра поршень, шток; і тяга переміщуються вправо, головка 5 з шайбою 4 відходять від втулки 6 деталь розтискається. Рис.3.10. Консольне оправлення з тарілчастими пружинами (а)та тарілчаста пружина (б). Крутний момент від вертикальної сили різання Р z повинен бути меншим від моменту від сил тертя на циліндричній поверхні розрізної втулки 6
оправлення. Осьова сила на штоку механізованого приводу (див. рис. 3.9, б). де: - Половина кута конуса оправки, град; - Кут тертя на поверхні контакту оправки з розрізною втулкою, град; f = 0,15-0,2- коефіцієнт тертя. Оправлення та патрони з тарілчастими пружинами застосовують для центрування та затиску по внутрішній або зовнішній циліндричній поверхні оброблюваних деталей. На рис. 3.10, а, бвідповідно показані консольна оправка з тарілчастими пружинами та тарілчаста пружина. Оправлення складається з корпусу 7, наполегливого кільця 2,пакета тарілчастих пружин 6, натискної втулки 3 і тяги 1, з'єднаної зі штоком пневмоциліндра. Оправлення застосовують для встановлення та закріплення деталі 5 по внутрішній циліндричній поверхні. При переміщенні поршня зі штоком і тягою 1 вліво остання головкою 4 і втулкою 3 натискає на тарілчасті пружини 6.Пружини випрямляються, їх зовнішній діаметр збільшується, а зменшується внутрішній, оброблювана деталь 5 центрується і затискається. Розмір настановних поверхонь пружин при стисканні може змінюватись в залежності від їх розміру на 0,1 - 0,4 мм. Отже, базова циліндрична поверхня оброблюваної деталі повинна мати точність 2-3 класів. Тарілчасту пружину з прорізами (рис. 3.10, б) можна розглядати як сукупність дволанкових важільно-шарнірних механізмів двосторонньої дії, що розтискаються осьовою силою. Визначивши крутний момент М резвід сили різання Р zта вибираючи коефіцієнт запасу До, коефіцієнт тертя fта радіус Rнастановної поверхні тарілчастої поверхні пружини, отримаємо рівність: З рівності визначимо сумарну радіальну силу затиску, що діє на поверхні поверхні оброблюваної деталі: Осьова сила на штоку механізованого приводу для тарілчастих пружин: з радіальними прорізами без радіальних прорізів де: - Кут нахилу тарілчастої пружини при затиску деталі, град; К = 1,5 - 2,2- Коефіцієнт запасу; М рез -крутний момент від сили різання Р z,Н-м (кгс-см); f = 0,1 - 0,12- коефіцієнт тертя між настановною поверхнею тарілчастих пружин і базовою поверхнею оброблюваної деталі; R -радіус настановної поверхні тарілчастої пружини, мм; Р z- Вертикальна складова сила різання, Н (кгс); R 1- Радіус обробленої поверхні деталі, мм. Патрони та оправки з самоцентруючими тонкостінними втулками, наповненими гідропластмасою, застосовують для установки по зовнішній або внутрішній поверхні деталей, що обробляються на токарних та інших верстатах. На пристосуваннях з тонкостінною втулкою деталі, що обробляються зовнішньою або внутрішньою поверхнею встановлюють на циліндричну поверхню втулки. При розтисканні втулки гідропластмасою деталі центруються та затискаються. Форма та розміри тонкостінної втулки повинні забезпечувати її достатню деформацію для надійного затискання деталі на втулці при обробці деталі на верстаті. При конструюванні патронів та оправок з тонкостінними втулками з гідропластмасою розраховують: 1. основні розміри тонкостінних втулок; 2. розміри натискних гвинтів та плунжерів у пристосувань з ручним затискачем; 3. розміри плунжерів, діаметр циліндра та хід поршня для пристроїв з механізованим приводом. Рис. 3.11. Тонкостінна втулка. Вихідними даними для розрахунку тонкостінних втулок є діаметр D дотвори або діаметр шийки оброблюваної деталі та довжина l дотвори або шийки оброблюваної деталі. Для розрахунку тонкостінної самоцентруючої втулки (рис. 3.11) приймемо такі позначення: D -діаметр настановної поверхні центруючої втулки 2, мм; h -товщина тонкостінної частини втулки, мм; Т -довжина опорних поясів втулки, мм; t -товщина опорних поясів втулки, мм; - Найбільша діаметральна пружна деформація втулки (збільшення або зменшення діаметра в її середній частині) мм; S max- максимальний зазор між настановною поверхнею втулки і базовою поверхнею оброблюваної деталі 1 у вільному стані, мм; l до- Довжина контактної ділянки пружної втулки з настановною поверхнею оброблюваної деталі після розтиску втулки, мм; L-довжина тонкостінної частини втулки, мм; l д- Довжина оброблюваної деталі, мм; D д- діаметр базової поверхні оброблюваної деталі, мм; d -діаметр отвору опорних поясів втулки, мм; р -тиск гідропластмаси, необхідний для деформації тонкостінної втулки, МПа (кгс/см 2); r 1 -радіус закруглення втулки, мм; M рез = P z r -допустимий момент, що крутить, що виникає від сили різання, Н-м (кгс-см); P z- Сила різання, Н (кгс); r - плече моменту сили різання. На рис. 3.12 показана консольна оправка з тонкостінною втулкою та гідропластмасою. Оброблювану деталь 4базовим отвором встановлюють на зовнішню поверхню тонкостінної втулки 5. При подачі стисненого повітря в штокову порожнину пневмоциліндра поршень зі штоком переміщається в пневмоциліндрі вліво і шток через тягу 6і важіль 1пересуває плунжер 2,котор .
Гідропластмаса рівномірно тисне на внутрішню поверхню втулки 5 втулка розтискається; зовнішній діаметр втулки збільшується, і вона центрує і закріплює оброблювану деталь 4.
Рис. 3.12. Консольне оправлення з гідропластмасою. Мембранні патрони застосовують для точного центрування та затиску деталей, що обробляються на токарних та шліфувальних верстатах. У мембранних патронах оброблювані деталі встановлюють по зовнішній або внутрішній поверхні. Базові поверхні деталей повинні бути оброблені за 2-за класами точності. Мембранні набої забезпечують точність центрування деталей 0,004-0,007 мм. Мембрани- Це тонкі металеві диски з ріжками або без ріжків (кільцеві мембрани). Залежно від впливу на мембрану штока механізованого приводу - тягнучого або штовхаючого дії - мембранні патрони поділяються на розтискні та затискні. У розтискному мембранному ріжковому патроні при встановленні кільцевої деталі мембрана з ріжками штоком приводу прогинається вліво до шпинделя верстата. При цьому ріжки мембрани з гвинтами, що затискають, встановленими на кінцях ріжків, сходяться до осі патрона, і оброблене кільце встановлюється центральним отвором в патроні. При припиненні натиску на мембрану під дією пружних сил вона випрямляється, її ріжки з гвинтами розходяться від осі патрона і затискають кільце, що обробляється, по внутрішній поверхні. У затискному мембранному ріжковому патроні при встановленні кільцевої деталі зовнішньої поверхні мембрана штоком приводу прогинається вправо від шпинделя верстата. При цьому ріжки мембрани розходяться від осі патрона і деталь, що обробляється, розтискається. Потім встановлюється наступне кільце, натиск на мембрану припиняється, вона випрямляється і ріжками з гвинтами затискає кільце, що обробляється. Затискні мембранні ріжкові патрони з механізованим приводом виготовляються МН 5523-64 і МН 5524-64 і з ручним приводом МН 5523-64. Мембранні патрони бувають ріжкові та чашкові (кільцеві), їх виготовляють із сталі 65Г, ЗОХГС із загартуванням до твердості HRC 40-50. Основні розміри ріжкових та чашкових мембран нормалізовані. На рис. 3.13, а, бпоказано конструктивну схему мембранно-ріжкового патрона 1 .
На задньому кінці шпинделя верстата встановлений пневмопривід патрона. При подачі стисненого повітря в ліву порожнину пневмоциліндра поршень зі штоком і тягою 2 переміщається вправо. При цьому тяга 2, натискаючи на ріжкову мембрану 3, прогинає її, кулачки (ріжки) 4 5 розтискається (рис. 3.13, б). Під час подачі стисненого повітря праву порожнину пневмоциліндра його поршень зі штоком і тягою 2переміщається вліво і відходить від мембрани 3. Мембрана під дією внутрішніх пружних сил випрямляється, кулачки 4мембрани сходяться і затискають по циліндричній поверхні деталь 5 (рис. 3). Рис. 3.13. Схема мембранно-ріжкового патрона Основні дані для розрахунку патрона (рис. 3.13, а)з ріжко-, виттям мембраною: момент різання М рез, що прагне повернути оброблювану деталь 5 в кулачках 4патрона; діаметр d = 2bбазової зовнішньої поверхні оброблюваної деталі; відстань lвід середини мембрани 3до середини кулачків 4.На рис. 3.13, вдана розрахункова схема навантаженої мембрани. Кругла, жорстко закріплена по зовнішній поверхні мембрана навантажена рівномірно розподіленим згинальним моментом М І, прикладеним по концентричному колу мембрани радіусу bбазової поверхні оброблюваної деталі. Ця схема є результатом накладання двох схем, показаних на рис. 3.13, г, д,причому М І = М 1 + М 3. М рез Сили P звикликають момент, що згинає мембрану (див. рис. 3.13, в). 2. При великій кількості кулачків патрона момент М пможна вважати рівномірно чинним по колу мембрани радіусу bі викликає її вигин: 3. Радіусом азовнішньої поверхні мембрани (з конструктивних міркувань) задаються. 4. Відношення традіусу амембрани до радіусу bнастановної поверхні деталі: а/b = т. 5. Моменти М 1і М 3у частках від М і (М і = 1)знаходять в залежності від m= a/bза такими даними (табл. 3.1): Таблиця 3.1 6. Кут (рад) розтискання кулачків при закріпленні деталі з найменшим граничним розміром: 7. Циліндрична жорсткість мембрани [Н/м (кгс/см)]: де: МПа - модуль пружності (кгс/см 2); =0,3. 8. Кут найбільшого розтиску кулачків (рад): 9. Сила на штоку механізованого приводу патрона, необхідна для прогину мембрани та розведення кулачків при розтисканні деталі, на максимальний кут: При виборі точки докладання та напрямку затискного зусилля необхідно дотримуватись наступного: для забезпечення контакту заготовки з опорним елементом та усунення можливого її зсуву при закріпленні затискне зусилля слід спрямовувати перпендикулярно до поверхні опорного елемента; з метою усунення деформації заготівлі при закріпленні точку застосування затискного зусилля треба вибирати так, щоб лінія його дії перетинала опорну поверхню інсталяційного елемента. Кількість точок докладання затискних зусиль визначають безпосередньо кожного випадку затиску заготовки залежно від виду заготовки, способу обробки, напрями сили різання. Для зменшення вібрації та деформації заготівлі під дією сил різання слід підвищувати жорсткість системи заготівля – пристосування шляхом збільшення кількості точок затискання заготівлі за рахунок введення допоміжних опор. До затискних елементів належать гвинти, ексцентрики, прихвати, тискові губки, клини, плунжери, планки. Вони є проміжними ланками у складних затискних системах. Форма робочої поверхні затискних елементів, що контактують із заготівлею, в основному така ж, як і настановних елементів. Графічно затискні елементи позначаються згідно з табл. 3.2. Таблиця 3.2 Графічне позначення затискних елементів Конструкції всіх верстатних пристроїв ґрунтуються на використанні типових елементів, які можна розділити на такі групи: настановні елементи, що визначають положення деталі у пристосуванні; затискні елементи - пристрої та механізми для кріплення деталей або рухомих частин пристроїв; елементи для спрямування ріжучого інструменту та контролю його положення; силові пристрої для приведення в дію затискних елементів (механічні, електричні, пневматичні, гідравлічні); корпуси пристроїв, на яких кріплять решту елементів; допоміжні елементи, що служать для зміни положення деталі в пристрої щодо інструменту, для з'єднання між собою елементів пристроїв і регулювання їх взаємного положення. 1.3.1 Типові елементи пристосувань, що базують. Базуючими елементами пристроїв називаються деталі та механізми, що забезпечують правильне та одноманітне розташування заготовок щодо інструменту. Тривале збереження точності розмірів цих елементів та їхнього взаємного розташування є найважливішою вимогою при конструюванні та виготовленні пристроїв. Дотримання цих вимог оберігає від шлюбу при обробці та скорочує час та кошти, що витрачаються на ремонт пристосування. Тому для встановлення заготовок не допускається безпосереднє використання корпусу пристрою. Базуючі або настановні елементи пристосування повинні мати високу зносостійкість робочих поверхонь і тому виготовляються зі сталі і піддаються термічній обробці для досягнення необхідної поверхневої твердості. При встановленні заготівля спирається на настановні елементи пристроїв, тому ці елементи називають опорами. Опори можна розділити на дві групи: групу основних та групу допоміжних опор. Основними опорами називаються настановні або базуючі елементи, що позбавляють заготівлю при обробці всіх або кількох ступенів свободи відповідно до вимог обробки. Як основні опори для встановлення заготовок плоскими поверхнями в пристосуваннях часто використовуються штирі та пластини. Рис. 12. Штирі (рис. 12) застосовуються з плоскою, сферичною і насіченою головкою. Штирі з плоскою головкою (рис. 12, а) призначені для встановлення заготовок обробленими площинами, другі та треті (рис. 12, б і в) для установки необробленими поверхнями, причому штирі зі сферичною головкою, як зношуються, застосовуються у випадках особливої необхідності наприклад, при установці заготовок вузьких деталей необробленою поверхнею для отримання максимальної відстані між опорними точками. Штирі з насіченою голівкою використовують для установки деталей по необробленим боковим поверхням, внаслідок того, що вони забезпечують більш стійке положення заготовки і тому в деяких випадках дозволяють використовувати менше зусилля її затискання. У пристрої штирі зазвичай встановлюють з посадкою з натягом по 7 квалітету точності в отвори. Іноді в отвір корпусу пристосування запресовують перехідні загартовані втулки (мал. 12, а), в які штирі входять з посадкою з невеликим зазором по 7 квалітету. Найбільш поширені конструкції пластин наведено на рис.13. Конструкція є вузькою пластинкою, що закріплюється двома або трьома. Для полегшення переміщення заготовки, а також для безпечного очищення пристосування від стружки вручну робоча поверхня платівки обрамляється фаскою під кутом 45° (рис 13 а). Основні переваги таких платівок - простота та компактність. Головки гвинтів, що кріплять пластинку, зазвичай потопають на 1-2 мм щодо робочої поверхні пластини. Рис. 13 Опорні пластини: а – плоскі, б – з похилими пазами.
При базуванні заготовок циліндричної поверхні використовується установка заготовки на призму. Призмою називається настановний елемент з робочою поверхнею у вигляді паза, утвореного двома площинами, нахиленими один до одного під кутом (рис. 14). Призми для встановлення коротких заготовок стандартизовані. У пристосуваннях використовують призми з кутами б, рівними 60 °, 90 ° і 120 °. Найбільшого поширення набули призми з б =90 Рис. 14 При встановленні заготовок із чисто обробленими базами застосовують призми з широкими опорними поверхнями, а з чорновими базами – з вузькими опорними поверхнями. Крім цього, по чорнових базах застосовують точкові опори, запресовані в робочі поверхні призми (рис 15, б). У цьому випадку заготівлі, що мають викривленість осі, бочкоподібність та інші похибки форми технологічної бази, займають у призмі стійке та певне положення. Рис.15 Допоміжні опори. При обробці нежорстких заготовок часто застосовують крім настановних елементів додаткові або опори, що підводяться, які підводять до заготовки після її базування по 6-ти точках і закріплення. Число додаткових опор та їх розташування залежить від форми заготівлі, місця застосування сил і моментів різання . 1.3.2 Затискні елементи та пристрої. Затискними пристроями або механізмами називають механізми, що усувають можливість вібрації або зміщення заготовки щодо настановних елементів пристосування під дією власної ваги та сил, що виникають у процесі обробки (складання). Необхідність застосування затискних пристроїв зникає у двох випадках: 1. Коли обробляють (збирають) важку, стійку заготівлю (складальну одиницю), порівняно з вагою якої сили механічної обробки (складання) малі; 2. Коли сили, що виникають при обробці (складання), прикладені так, що вони не можуть порушити положення заготівлі, досягнуте базуванням. До затискних пристроїв пред'являються такі вимоги: 1. При затиску не порушується положення заготівлі, досягнуте базуванням. Це задовольняється раціональним вибором напряму і точки докладання сили затиску. 2. Затискач не повинен викликати деформації заготовок, що закріплюються в пристосуванні, або псування (зминання) їх поверхонь. 3. Сила затиску має бути мінімальною необхідною, але достатньою для забезпечення надійного положення заготівлі щодо настановних елементів пристроїв у процесі обробки. 4. Затискач та відкріплення заготовки необхідно проводити з мінімальною витратою сил та часу робітника. При використанні ручних затискачів зусилля руки не повинно перевищувати 147 Н (15 кгс). 5. Сили різання не повинні, по можливості, сприймати затискні пристрої. 6. Затискний механізм повинен бути простим за конструкцією, максимально зручним та безпечним у роботі. Виконання більшості цих вимог пов'язане з правильним визначенням величини, напряму та місця становища сил затиску. Широке поширення гвинтових пристроїв пояснюється їхньою порівняльною простотою, універсальністю та безвідмовністю в роботі. Однак найпростіший затиск у вигляді індивідуального гвинта, що діє на деталь безпосередньо, застосовувати не рекомендується, так як у місці його дії деталь деформується і, крім того, під впливом моменту тертя, що виникає на торці гвинта, може бути порушено положення деталі, що обробляється в пристосуванні щодо інструменту . Правильно сконструйований найпростіший гвинтовий затискач, крім гвинта 3 (рис. 16, а), повинен складатися з напрямної різьбової втулки 2 зі стопором 5, що запобігає довільному вигвинчування, наконечника 1, і гайки з рукояткою або головкою 4. Конструкції наконечників (рис. 16, б - д) відрізняються від конструкції, зображеної на рис.18, а більшою міцністю кінця гвинта, так як діаметр шийки гвинта для наконечників (рис. 16, б і д) може бути прийнятий рівним внутрішньому діаметру різьбової частини гвинта, а для наконечників (рис. 16, в і г) цей діаметр може дорівнювати зовнішньому діаметру гвинта. Наконечники (рис. 16, б-г) накручуються на різьбовий кінець гвинта і так само, як наконечник, показаний на рис. 16, а можуть вільно само встановлюватися на оброблюваної деталі. Наконечник (рис. 16, д) вільно надівається на сферичний кінець гвинта та утримується на ньому за допомогою спеціальної гайки. Рис. 16. Наконечники (рис. 16, е-з) відрізняються від попередніх тим, що вони точно направляються за допомогою отворів в корпусі пристосування (або у втулці, запресованої в корпус) і нагвинчуються безпосередньо на гвинт 15, який. в даному випадку застопорений, щоб запобігти його осьовим переміщенням. Жорсткі, точно спрямовані наконечники (рис. 16, е, ж і з) рекомендується застосовувати у випадках, коли в процесі обробки виникають сили, що зсувають оброблювану деталь у напрямку перпендикулярному до осі гвинта. Наконечники, що гойдаються (рис. 16, а-д) слід застосовувати у випадках, коли такі сили не виникають. Рукоятки для керування гвинтом виконують у вигляді знімних головок різної конструкції (рис. 17) і поміщають на різьбовий, гранований або циліндричний кінець гвинта, на якому стопоряться зазвичай за допомогою штифта. Циліндрична головка I (рис. 17, а) з накаткою «баранчик» голівка-зірочка II і чотирилопатева головка III використовуються при керуванні гвинтом однією рукою і при силі затиску в межах 50-100 Н (5-10 кг). Головка-гайка VI із жорстко закріпленою в ній короткою похилою рукояткою; головка VII з відкидною рукояткою, робоче положення якої фіксується пружною кулькою; головка V з циліндричним отвором шпона, також жорстко закріпленою горизонтальною рукояткою; штурвальна головка IV з чотирма загвинченими або запресованими рукоятками (рис. 17). Найбільш надійна та зручна в роботі головка IV. Рис. 17. 1.3.3 Корпуси. Корпуси пристроїв є основною частиною пристроїв, на якій кріплять всі інші елементи. Він сприймають всі зусилля, що діють на деталь при її закріпленні та обробці та забезпечують задане відносне розташування всіх елементів та пристроїв пристосувань, поєднуючи їх у єдине ціле. Корпуси пристроїв забезпечують установочними елементами, які забезпечують базування пристрою, тобто необхідне його положення на верстаті без вивіряння. Корпуси пристроїв роблять литими з чавуну, звареними зі сталі або збірними з окремих елементів, що скріплюються болтами. Оскільки корпус сприймає сили, що виникають при закріпленні та обробці заготовки, він повинен бути міцним, жорстким, зносостійким, зручним для відведення СОЖ та очищення від стружки. Забезпечуючи встановлення пристрою на верстат без вивіряння, корпус повинен зберігати стійкість при різних положеннях. Корпуси можуть бути литими, звареними, кованими, збірними на гвинтах або з гарантованим натягом. Литий корпус (рис. 18 а) має достатню жорсткість, але відрізняється складністю виготовлення. Корпуси з чавуну СЧ 12 та СЧ 18 застосовують у пристосуваннях для обробки заготовок дрібних та середніх розмірів. Чавунні корпуси мають переваги перед сталевими: вони дешевші, їм легше надати складнішу форму, їх легше виготовити. Нестача чавунних корпусів - можливість жолоблення, тому після попередньої механічної обробки їх піддають термічній обробці (природному або штучному старінню). Зварний сталевий корпус (мал. 18 б) менш складний у виготовленні, але і менш жорсткий, ніж чавунний литий. Деталі для таких корпусів вирізають із сталі товщиною 8...10 мм. Зварні сталеві корпуси, порівняно з литими чавунними, мають меншу масу. Рис. 18. Корпуси пристроїв: а - литий; б - зварний; в – збірний; г - кований
Недолік зварних корпусів – деформація при зварюванні. Решткові напруги, що виникають в деталях корпусу, впливають на точність зварного шва. Для зняття цих напруг корпусу відпалюють. Для більшої жорсткості до зварних корпусів приварюють куточки, що слугують ребрами жорсткості. На рис. 18, показаний збірний з різних елементів корпус. Він менш складний, менш жорсткий, ніж литий або звареним і відрізняється низькою трудомісткістю виготовлення. Корпус може бути розібраний та використаний повністю або окремими деталями в інших конструкціях. На рис. 18 г показаний корпус пристосування, виготовлений методом кування. Його виготовлення менш трудомістке, ніж литого, при збереженні якості жорсткості. Ковані сталеві корпуси застосовують для обробки невеликих заготовок розмірів простої форми. Важливим для роботи пристосування є якість виготовлення робочих поверхонь. Вони мають бути оброблені з шорсткістю поверхонь Rа 2,5...1,25 мкм; допустиме відхилення від паралельності та перпендикулярності робочих поверхонь корпусів - 0,03. ..0,02 мм на довжині 100 мм. 1.3.4 Орієнтуючі та самоцентруючі механізми. У ряді випадків деталі, що встановлюються, необхідно орієнтувати по їх площинах симетрії. Застосовувані цієї мети механізми зазвичай як орієнтують, а й затискають деталі, тому називаються установочно-зажимными. Рис. 19. Установочно-затискні механізми поділяються на орієнтуючі та самоцентруючі. Перші орієнтують деталі лише з однієї площині симетрії, другі - з двох взаємно перпендикулярним площинам. До групи самоцентруючих механізмів відносяться всілякі конструкції патронів та оправок. Для орієнтування та центрування деталей некруглої форми часто використовують механізми з нерухомими (ГОСТ 12196-66), настановними (ГОСТ 12194-66) і рухомими (ГОСТ 12193-66) призмами. У орієнтуючих механізмах одна з призм кріпиться жорстко - нерухома або настановна, а друга виконується рухомою. У самоцентруючих механізмах обидві призми переміщуються одночасно.
Цангиє розрізні пружні гільзи, конструктивні різновиди яких показані на рис. 74 (α - з натяжною трубкою; 6 - з розпірною трубкою; - вертикального типу). Їх виконують з високовуглецевих сталей, наприклад, У10А, і термічно обробляють до твердості НRС 58...62 у затискній і до твердості НRС 40...44 хвостових частинах. Кут конуса цанги = 30 ... 40 °. При менших кутах можливе заклинювання цанги.
Ексцентриковий замок(рис. 77, г) складається з валу 2 колеса, на якому заклинений ексцентрик 3. Вал приводиться в обертання кільцем 1, скріпленим з ручкою замка; кільце обертається у розточуванні корпусу 4, вісь якої зміщена від осі валу на відстань е. При зворотному обертанні рукоятки передача на вал відбувається через штифт 5. У процесі закріплення кільце 1 заклинюється між ексцентриком і корпусом.
4. Призначення затискачів та особливості їх конструкцій залежно від схеми пристосування
m=a/b 1,25
1,5
1,75
2,0
2,25
2,5
2,75
3,0
M 1 0,785
0,645
0,56
0,51
0,48
0,455
0,44
0,42
M 3 0,215
0,355
0,44
0,49
0,52
0,545
0,56
0,58
